计算机联锁系统仿真平台的研究

我国的计算机联锁发展非常迅速，现有成千 个站场采用计算机联锁，有的区段已发展成为区 段计算机联锁，车务操作人员的作业面临着从传统 的 ６５０２ 控制台向计算机操作平台过渡［１］。随着我 国高速铁路的建设及开通，ＣＴＣＳ２ 级和 ＣＴＣＳ３ 级 计算机联锁系统将逐步改进并取代传统的 ＣＴＣＳ０ 级和 ＣＴＣＳ１ 级计算机联锁系统。
图 ４ 人机界面
２．２ 系 统 功 能 本系统针对人机对话层和联锁层可以实现人
机对话、进路选择、进路锁闭、道岔单独操作、信 号开放、信号保持开放、正常解锁、人工延时解 锁、取消进路、引导进路、引导总锁闭、模拟行车 和关闭信号等功能，将对各个功能进行模块化设 计，下面针对几个典型模块进行介绍。 ２．２．１ 人工延时解锁
计算机联锁系统仿真平台的研究
计算机与通信信号
图 ６ 中途折返解锁软件设计流程图
２．２．２ 中途折返解锁 中途折返解锁是调车进路的一种解锁方式。
调车进路中存在牵出进路和折返进路，牵出进路 中的一条或几条基本进路虽然被车辆占用过，但 只要车列没有沿牵出方向通过该进路，那么就不 能按正常解锁方式使牵出进路中所有区段解锁， 而需要采取特殊的方式使牵出进路的各个未解锁 的区段自动解锁，这种特殊的解锁方式就是中途 折返解锁。完成中途折返解锁的关键是证明车列 已经折返而离开了牵出进路中待解锁区段。其软 件设计流程如图 ６。
崔宁宁， 董 昱，周 洋
（兰州交通大学 自动化与电气工程学院，兰州 ７３００７０）
摘 要：通过软件编程构建一套完整的计算机联锁系统仿真平台。介绍仿真平台的设计方法，联锁程
序采用模块化设计，实现计算机联锁的各种功能，具有一定的完整性。根据不同的站场图、不同的操作平
台可以方便地更改人机界面及操作方式，为适应不同厂家提供的联锁设备提供很好的仿真平台。
当信号开放后车已经接近，进路处于接近锁 闭状态时，要想改变进路，必须先使进路解锁，这 时采用人工延时解锁方法。对于接车进路及正线 发车进路要延时３ ｍｉｎ才能解除锁闭，其他进路要
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延时３０ ｓ才能解除进路锁闭。 其软件设计流程如图 ５。
图 １ 计算机联锁系统体系结构
１ 计算机联锁系统仿真平台的设计
１．１ 基 本 结 构 随着铁路运输发展的需要和科学技术的进步，
计算机联锁系统的功能、体系结构和操作方式等 各方面都在不断地演变和完善。车站计算机联锁
计算机联锁系统仿真平台的设计主要是通过 软件编程，实现人机对话层和联锁层的功能，其硬 件结构如图 ２。
图 ３ 计算机联锁系统仿真平台软件基本结构
１．２ 设计方法及实现功能 １．２．１ 设计方法
该系统开发过程采用面向结构的软件开发方 法，联锁程序采用模块化设计，以高内聚低耦合的 软件设计要求完成各个模块设计，最终完成系统 功能。该系统在 ＶＣ＋＋６．０ 平台下进行开发。
单独设立人机对话模块，为适应不同要求而 方便地更改人机界面。 １．２．２ 实现功能
该仿真平台系统针对人机对话层和联锁层可 以实现人机对话、进路选择、进路锁闭、道岔单独 操作、信号开放、信号保持开放、正常解锁、人工
延时解锁、取消进路、引导进路、引导总锁闭、模 拟行车等功能［３］。针对各个功能，本系统进行模块 化设计，主要分为两部分进行介绍。 ２．１ 人 机 对 话
铁道部认定的几家生产厂家各自开发不同型 号的计算机联锁设备，不同型号的联锁设备之间 使用的人机界面是不同的，因此为满足不同车站 的需求，本仿真平台可方便生成几种不同的人机 界面，这与传统意义上计算机联锁系统的设计有 很大的区别。
在人机对话模块里，只需更改一些属性即可 生成不同的界面，实现的功能主要是：操作命令 处理、现场信息及图形显示、系统信息提示、联锁 机模块通信等，其中在系统信息提示功能中，仿真 平台提供了使用说明、错误提示、口令密码等信息 说明，在 ＣＴＣＳ２ 级和 ＣＴＣＳ３ 级列控系统中进站、 出站信号机常态为灭灯［３］，本仿真平台以叉表示， 如图 ４。
关键词：计算机联锁系统；仿真平台；软件； 模块；
中图分类号：ＴＰ２７３
文 献 标 识 码 ：Ａ
Research on simulation platform of Computer Interlocking System
CUI Ning-ning, DONG Yu, ZHOU Yang
( School of Automation & Electrical Engineering,Lanzhou JiaoTong University, Lanzhou 730070, China ) Abstract: The thesis built simulation platform of a complete Computer Interlocking System by software. It was introduced the design of this simulation platform, its control program was modularize. The simulation platform have the integrity, implemented various interlocking relationships. The System could change the interface and operation conveniently according to different station yards and operation platforms, provid a good platform in order to meet the interlocking equipments provided by different manufactures. Key words: computer interlocking software; simulation platform; software; module
３ 操作环境及特点
特 点： （１）与现场计算机联锁设备具有一致性。 （２）符合联锁标准，满足 ＣＴＣＳ２ 级和 ＣＴＣＳ３
级计算机联锁系统。 （３）采用模块化设计，功能完整。 （４）可模拟行车，具有人机交互性。
４ 结束语
计算机联锁系统有着广泛的发展前途和综合 效益。本文的讨论为开发一套功能强、造价低、适 合铁路工作人员，特别是调度员进行学习培训使 用的计算机联锁系统仿真平台，提供了较为系统 的思路。本仿真平台采用模块化设计，实现计算机 联锁软件的编程，功能齐全 ；经过实验室多次试 验与调试，本仿真平台已具备一定的完整性及严 谨性，其界面可在短时间内更换，提供良好的培训 服务，并准备投入市场。
收稿日期：２０１０－０４－２９ 作者简介：崔宁宁， 在读硕士研究生； 董 昱，教授。
图 ２ 计算机联锁系统仿真平台硬件基本结构 RCA ２０１０．１２ 总第 １６５ 期 57
计算机与通信信号
铁 路 计 算 机 应 用
第 １９ 卷第 １２ 期
本仿真平台的软件设计采用模块化的方法实 现各部分功能，其软件基本结构如图 ３。
该系统满足 ＣＴＣＳ２ 级和 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ３ 级的计算机 联锁系统仿真平台，可以作为计算机联锁培训软 件，供各种需要学习联锁的人员培训使用，而不需 要使用现场联锁设备，避免对现场设备误操作而 影响行车安全，这也是计算机联锁系统仿真平台 的重要意义所在。
系统的基本结构包括人机对话层、联锁层、监控 层、室外设备几部分［２］，其体系结构如图 １。
该系统首先是将现实计算机联锁系统的人机 对话层和联锁运算层合为一体。系统将显示模拟 站场界面，可以对该站场进行各种基本联锁功能 实现，满足 ＣＴＣＳ２ 级和 ＣＴＣＳ３ 级计算机联锁系 统，最终在仿真平台界面显示操作结果。其次可模 拟现场设备工作状况，以检测先前完成的基本联 锁功能是否正确。
该平台的界面和操作方法与现场计算机联锁 设备相同，联锁功能按照联锁标准设计，加入列车 模拟运行模块，该模块独立于人机交互模块和联 锁功能模块，可以通过模拟行车检测各种联锁关 系的正确性，并在屏幕中显示。所以该系统可以作 为计算机联锁培训软件对各种需要学习联锁的人 员进行培训，熟悉计算机联锁的操作、功能和工作 过程以及如何排除各种故障。 ２ 软件设计
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铁路 计 算 机 应 用 ＲＡＩＬＷＡＹ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ
文章编号：１００５－８４５１（２０１０）１２－００５７－０３
计算机与通信信号
COMPUTER AND COMMUNICATION AND SIGNAL
计算பைடு நூலகம்联锁系统仿真平台的研究
参考文献：
该仿真平台的设计只需更改一些属性，即可 生成不同的站场，更换站场可以在短时间内完成。 该平台操作方式可以根据不同车站的需求以及不 同的联锁设备增减某些按钮功能，可以增设某些 对话框而方便培训。
计算机联锁系统仿真平台具有以下几个
［１］ 李一龙． 计算机联锁技术培训模式的研究［Ｊ］． 中国铁路， ２００８（５）：５３－５６．
［２］ 赵志熙．计算机联锁系统技术［Ｍ］． 北京：中国铁道出版社， １９９９：１９－２０．
［３］ ＣＴＣＳ－３级列控系统功能需求规范（ＦＲＳ）（Ｖ１．０）［Ｓ］． 科技 运［２００８］ １１３号．
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